CN113944860B - 用于反应堆液位计的支承结构 - Google Patents

用于反应堆液位计的支承结构 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例公开了一种用于反应堆液位计的支承结构，液位计用于测量反应堆内的冷却剂液位参数，所述支承结构包括：容纳部，所述容纳部用于容纳所述液位计，其中，所述容纳部形成封闭腔，所述液位计设置于所述封闭腔内，用于减少所述反应堆对所述液位计的辐射；固定部，所述固定部设置于所述容纳部，所述固定部固定于所述反应堆。这种支承结构能够支承和容纳液位计，从而实现液位计在反应堆上的安装。

Description

用于反应堆液位计的支承结构
技术领域
本发明涉及核反应堆技术领域，具体涉及一种用于反应堆液位计的支承结构。
背景技术
冷却剂在反应堆内的一回路中循环，从堆芯带走热量并传给二回路中的工质，使蒸汽发生器产生高温高压蒸汽，以驱动汽轮发电机发电。在反应堆中，冷却剂是一种既在堆芯中工作又在堆芯外工作的一种成分，这就要求冷却剂必须在高温和高中子通量场中工作稳定。在反应堆正常运行工况、换料工况以及反应堆堆容器泄漏事故工况下，需要在反应堆内设置液位计，用于测量反应堆堆容器内冷却剂的液位运行参数。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于反应堆液位计的支承结构。
本发明实施例的第一个方面提供了一种用于反应堆液位计的支承结构，液位计用于测量反应堆内的冷却剂液位参数，所述支承结构包括：容纳部，所述容纳部用于容纳所述液位计，其中，所述容纳部形成封闭腔，所述液位计设置于所述封闭腔内，用于减少所述反应堆对所述液位计的辐射；固定部，所述固定部设置于所述容纳部，所述固定部固定于所述反应堆。
本发明实施例的第二个方面提供了一种反应堆，包括：本发明实施例的第一个方面提供的支承结构；液位计，所述液位计设置于所述容纳部，所述液位计用于测量所述反应堆内的冷却剂的液位参数。
附图说明
通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
图1是根据本发明的一个实施例提供的用于反应堆液位计的支承结构的示意性结构图；
图2是根据图1提供的用于反应堆液位计的支承结构的局部示意性结构图；
图3是本发明的一个实施例提供的用于反应堆液位计的支承结构的安装示意图；
图4是根据本发明的一个实施例提供的用于反应堆液位计的支承结构的局部示意性结构图。
附图中，10为容纳部，20为固定部，30为支承部，40为堆内屏蔽，50为堆容器，51为连接部，60为补偿部，70为液位计。
应该注意的是，附图并未按比例绘制，并且出于说明目的，在整个附图中类似结构或功能的元素通常用类似的附图标记来表示。还应该注意的是，附图只是为了便于描述优选实施例，而不是本发明本身。附图没有示出所描述的实施例的每个方面，并且不限制本发明的范围。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
冷却剂在反应堆内起到冷却堆芯的作用，具体地，冷却剂在反应堆内的一回路中循环，从堆芯带走热量并传给二回路中的工质，使反应堆内的蒸汽发生器产生高温高压蒸汽，以驱动汽轮发电机发电，冷却剂在反应堆内既在堆芯内工作又在堆芯外工作，因此，需要冷却剂具有良好的稳定性，通过在反应堆内设置液位计可以用于在反应堆运行工况、换料工况和反应堆堆容器泄漏事故工况下测量反应堆堆容器内冷却剂的液位运行参数，从而实时了解反应堆的运行状态。
因此，需要设计一种用于反应堆液位计的支承结构，用于支承固定液位计，实现液位计在反应堆上的安装。
可选地，本发明的实施例提供的支承结构可以用于支承液位计，也可以用于支承其它测量冷却剂液位参数或者测量冷却剂其他参数的设备。
本发明的一个实施例提供了一种用于反应堆液位计的支承结构，液位计用于测量反应堆内的冷却剂液位参数，图1是根据本发明的一个实施例提供的用于反应堆液位计的支承结构的示意性结构图，图2是根据图1提供的用于反应堆液位计的支承结构的局部示意性结构图，参见图1和图2，该支承结构包括：
容纳部10，容纳部10用于容纳液位计，其中，容纳部10形成封闭腔，液位计设置于封闭腔内，用于减少反应堆对液位计的辐射，能够起到对液位计的保护作用。可选地，液位计可以通过连接件固定于容纳部10，例如，容纳部10设有螺栓孔，液位计通过螺栓固定于容纳部10，或者，液位计通过法兰固定于容纳部10。在其他实施例中，液位计也可以焊接于容纳部10，增加液位计安装于反应堆的稳定性，但是也会增加更换或者拆卸液位计的难度。
在本发明的实施例中，容纳部10可以设置为管状，液位计完全设置于容纳部10内部，以起到对液位计的保护作用，防止液位计受到来自反应堆的辐射，影响液位计的测量准确度，同时也能防止反应堆内产生的辐射从支承结构处泄露。
可选地，容纳部10可以贯穿设置于反应堆，并进行密封设置，以形成封闭的屏蔽结构，防止反应堆内的辐射泄露。
固定部20，固定部20设置于容纳部10，固定部20固定于反应堆，从而实现液位计在反应堆上的安装。可选地，固定部20可以固定于反应堆的堆内屏蔽40和堆内支承上，堆内屏蔽40用于使反应堆的堆容器50所受的中子注量在允许范围内，也就是说，堆内屏蔽40用于屏蔽反应堆产生的辐射对堆容器50的影响，堆容器50反应堆内可以承载所有堆内构件和设备，并且承受压力，可以对堆内构件和设备起到保护作用，本领域技术人员可以理解，反应堆堆容器50是指安置反应堆并承受其巨大运行压力的密闭容器，也称反应堆压力壳，堆内支承用于支承反应堆的堆芯、设备以及设备支承，例如，堆内支承可以用于支承动力泵及动力泵支承、热交换器及热交换器支承等。
图3是本发明的一个实施例提供的用于反应堆液位计的支承结构的安装示意图，参见图3，在本发明的实施例中，固定部20可以设置为管状，固定部20设置于容纳部10外部，具体地，固定部20可以包括上管、中管、下管，上管、中管和下管分别固定至堆内屏蔽40和堆内支承。
可选地，固定部20可以通过螺纹连接件固定于反应堆，在其他实施例中，固定部20也可以焊接于反应堆，在一些实施例中，固定部20也可以通过法兰连接于反应堆。
在本发明的实施例中，液位计设置于容纳部10的一端，并与容纳部10的一端交错设置，以形成封闭的生物屏蔽结构，用于屏蔽反应堆产生的辐射，本领域技术人员可以理解，生物屏蔽是指能够将反应堆产生的辐射减到人类允许剂量水平以下，防止反应堆产生的辐射从该支承结构泄露，使得反应堆大厅处于常规工作区。本领域技术人员可以理解，按照辐射防护要求，核电厂在总平面布置中通常可分为非限制区、监督区和控制区三个区域，常规工作区属于非限制区，指没有辐射风险的区域。
图4是根据本发明的一个实施例提供的用于反应堆液位计的支承结构的局部示意性结构图，参见图4，在本发明的一个实施例中，液位计70和容纳部10都可以设置为变径结构，液位计70与容纳部10交错设置。具体地，液位计70直径较大的一端可以固定于容纳部10直径较大的一端，使容纳部10与液位计70的固定处没有缝隙，从而起到屏蔽作用，防止冷却剂和/或反应堆产生的辐射进入容纳部10内，影响液位计70的测量准确度。在其他实施例中，液位计70直径较大的一端也可以固定于容纳部10直径较小的一端。
在本发明的实施例中，容纳部10可以设置为变径结构，用于在容纳液位计的同时与液位计形成封闭结构。
可选地，液位计可以固定于容纳部10的一端，容纳部10容纳液位计的一端的直径大于容纳部10的另一端的直径。在其他实施例中，容纳部10容纳液位计的一端的直径也可以设置为小于容纳部10的另一端的直径。
在本发明的实施例中，容纳部10远离液位计的一端设置于预定位置，预定位置设置为能够对冷却剂液位进行测量的位置，从而形成冷却剂的包容边界，可以防止冷却剂流入容纳部10，同时也可以防止反应堆产生的辐射泄漏，例如，预定位置可以是液位计能够对液位进行测量的下限位，可以理解，预定位置可以根据选用液位计的不同种类确定。可选地，容纳部10可以全部浸没于冷却剂中，也可以部分浸没于冷却剂中。
参见图3，在本发明的实施例中，容纳部10固定于反应堆的堆容器50，堆容器50用于容纳反应堆的构件。本领域技术人员可以理解，堆容器50是承载反应堆的堆内构件、设备及设备支承的容器，还可以用于承受压力。使容纳部10远离液位计的一端设置于预定位置，还可以防止冷却剂从容纳部10与堆容器50的固定处流出，同时防止反应堆产生的辐射从容纳部10与堆容器50的固定处漏出。
可选地，堆容器50可以设置有连接部51，容纳部10可以固定于该连接部51。在本发明的实施例中，容纳部10可以通过法兰固定于连接部51，例如，容纳部10可以设有一开口凹槽，该开口凹槽用于固定下法兰环，上法兰通过垫片与堆容器50的连接部51密封，上法兰和下法兰环通过螺栓固定，从而使得容纳部10固定于连接部51。具体地，连接部51可以是接管。或者，容纳部10设有连接部，上法兰通过垫片与该连接部固定密封，堆容器50设有一凹槽，该凹槽可以固定下法兰环，上法兰和下法兰环通过螺栓固定，从而使得容纳部10固定于连接部。在其他实施例中，容纳部10也可以与堆容器50焊接，能够更稳定地支承液位计，从而使液位计在反应堆内更稳定，防止液位计进行晃动从而对测量参数的准确度造成影响。
可选地，容纳部10设置有液位计的一端固定于堆容器50，从而使得液位计不需要浸没于冷却剂。
在本发明的实施例中，容纳部10的形状与液位计的形状相适应，从而在容纳液位计的同时还能对液位计起到固定作用。具体地，容纳部10设置有液位计的一端的形状可以与液位计的形状相适应。
本领域技术人员可以理解，在本发明的实施例中，可以通过螺栓将液位计固定于容纳部10，同时还可以使容纳部10的形状与液位计的形状相适应、使容纳部10设置为变径结构，进一步地对液位计进行固定，从而增强液位计安装固定于反应堆的稳定性。
在本发明的实施例中，该支承结构还包括：支承部30，支承部30设置于容纳部10和固定部20之间，以提高容纳部10的强度。由于我国属于多地震国家，尤其是中国示范快堆的选址在地震烈度为9级的位置，在地震载荷下液位计的支承结构和液位计容易产生晃动，从而影响液位计的测量准确度，因此可以设置支承部30，可以提高该支承结构在地震载荷下的强度。
可选地，支承部30可以焊接于固定部20。
在本发明的实施例中，支承部30可以设置于在地震载荷下位移变形较大的位置，在其他实施例中，该支承结构可以包括多个支承部30，多个支承部30可以沿容纳部10轴向均匀设置。
在本发明的实施例中，支承部30的形状可以设置为锥形，在其他实施例中，支承部30的形状也可以设置为三角形。本领域技术人员可以根据实际需要选择支承部30的形状，以起到更好的提高强度的作用。
在本发明的实施例中，容纳部10和固定部20之间还可以设有弹性件，用于约束容纳部10在地震载荷下可能出现的晃动。在其他实施例中，容纳部10和液位计之间也可以设置弹性件，用于约束液位计在地震载荷下可能出现的晃动，从而增强该支承结构的稳定性。可选地，弹性件可以是弹簧，也可以是波纹管，还可以是其他能够进行形变补偿位移的结构。
在本发明的实施例中，固定部20可以设置为管状，并设置于容纳部10外，用于对容纳部10导向。
在本发明的实施例中，固定部20可以设置有连通部，用于连通固定部20内侧和外侧的冷却剂。可选地，可以在固定部20的上部和下部都设置有连通部。在一些实施例中，固定部20设置为管状，由于容纳部10浸没于冷却剂，固定部20也浸没于冷却剂液面下，固定部20内也会有冷却剂，因此需要连通部连通固定部20内、外的冷却剂。
可选地，连通部可以包括多个通孔，也可以只包括一个通孔。在本发明的实施例中,多个通孔的大小可以一致。在其它实施例中，多个通孔的大小可以不一致，用于使冷却剂流过通孔的速度不同，从而提高冷却剂的流速。在本发明的实施例中，通孔的形状可以是圆形，本领域技术人员可以根据实际需要设置通孔的直径，在其它实施例中，本领域技术人员可以根据实际情况的需要将通孔设置成不同的形状。
在本发明的实施例中，通孔上可以设有鳞片形的盖体，从而使得冷却剂单向流入或流出通孔。具体地，该鳞片形的盖体可以设置于固定部20内侧，用于使冷却剂从固定部20外单向流入固定部20内；或者，该鳞片形的盖体可以设置于固定部20外侧，用于使冷却剂从固定部20内单向流入固定部20外，提高冷却剂的循环效率。
在其它实施例中，本领域技术人员可以根据冷却剂的实际流动方向设置盖体和连通部的位置。
在本发明的实施例中，该支承结构还可以包括补偿部60，补偿部60可以设于容纳部10，也可以设于固定部20，用于补偿容纳部10和固定部20的轴向形变。可选地，补偿部60可以是C形膨胀节。在其它实施例中，补偿部60也可以是U形膨胀节或波纹管膨胀节。本领域技术人员可以根据实际情况的需要和安装的简易程度选择合适形状或合适类型的补偿部60。
可选地，固定部20可以是管状结构，在固定部20的径向方向上设置有补偿部60，可以用于补偿固定部20的形变，同时防止固定部20在地震载荷下晃动。具体地，补偿部60可以设置于固定部20内部。
本发明的实施例提供的用于反应堆液位计的支承结构，通过将液位计设置于容纳部10形成的封闭腔内，减少了反应堆对液位计的辐射；将容纳部10设置为变径结构，并且使液位计与容纳部10相互交错设置，以形成封闭的生物屏蔽结构，防止反应堆产生的辐射的泄露，使反应堆大厅能够处于常规工作区；通过使容纳部10达到液位测量的下限位，以形成冷却剂的包容边界，防止冷却剂从容纳部10流出。该支承结构不仅实现了液位计在反应堆内的安装，还能够减少反应堆产生的辐射对液位计的影响，并防止辐射的泄漏，使反应堆大厅处于常规工作区，经过模态分析、谱分析以及综合的应力分析评定，该支承结构在反应堆的各工况下均能通过评定并且有一定的设计裕量。
本发明的实施例提供了一种反应堆，包括：本发明的实施例提供的用于反应堆液位计的支承结构；液位计，液位计设置于容纳部10，液位计用于测量反应堆内的冷却剂的液位参数。
在本发明的实施例中，反应堆还包括：堆容器50，堆容器50用于容纳反应堆内的构件，容纳部10固定于所述堆容器50。可选地，堆容器50设有连接部51，容纳部10可以固定于该连接部51。具体地，连接部51可以是接管。
在本发明的实施例中，该反应堆还包括：堆内屏蔽40，堆内屏蔽40用于屏蔽反应堆的辐射，固定部20固定于堆内屏蔽40。
对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种用于反应堆液位计的支承结构，液位计用于测量反应堆内的冷却剂液位参数，其特征在于，所述支承结构包括：
容纳部(10)，所述容纳部(10)用于容纳所述液位计，其中，所述容纳部(10)形成封闭腔，所述液位计完全设置于所述封闭腔内，用于减少所述反应堆对所述液位计的辐射，所述容纳部(10)至少部分浸没于所述冷却剂中，所述容纳部(10)远离所述液位计的一端设置于预定位置，所述预定位置设置为能够对所述冷却剂液位进行测量的位置；
固定部(20)，所述固定部(20)设置于所述容纳部(10)，所述固定部(20)固定于所述反应堆。
2.根据权利要求1所述的支承结构，其特征在于，所述液位计设置于所述容纳部(10)的一端，并与所述容纳部(10)的一端交错设置。
3.根据权利要求2所述的支承结构，其特征在于，所述容纳部(10)设置为变径结构。
4.根据权利要求3所述的支承结构，其特征在于，所述容纳部(10)容纳所述液位计的一端的直径大于所述容纳部(10)的另一端的直径。
5.根据权利要求1所述的支承结构，其特征在于，所述容纳部(10)固定于所述反应堆的堆容器，所述堆容器用于容纳所述反应堆的构件。
6.根据权利要求1所述的支承结构，其特征在于，所述容纳部(10)的形状与所述液位计的形状相适应。
7.根据权利要求1所述的支承结构，其特征在于，还包括：
支承部(30)，所述支承部(30)设置于所述容纳部(10)和所述固定部(20)之间，以提高所述容纳部(10)的强度。
8.根据权利要求1所述的支承结构，其特征在于，所述固定部(20)设置为管状，并设置于所述容纳部(10)外，用于对所述容纳部(10)导向。
9.根据权利要求8所述的支承结构，其特征在于，所述固定部(20)设置有连通部，用于连通所述固定部(20)内侧和外侧的冷却剂。
10.一种反应堆，其特征在于，包括：
权利要求1-9任一项所述的支承结构；
液位计，所述液位计设置于所述容纳部(10)，所述液位计用于测量所述反应堆内的冷却剂的液位参数。
11.根据权利要求10所述的反应堆，其特征在于，还包括：
堆容器，所述堆容器用于容纳所述反应堆内的构件，所述容纳部(10)固定于所述堆容器。
12.根据权利要求10所述的反应堆，其特征在于，还包括：
堆内屏蔽，所述堆内屏蔽用于屏蔽反应堆的辐射，所述固定部(20)固定于所述堆内屏蔽。
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